■

■龍巖煙草工業(yè)有限責任公司 林 郁 徐仰高北京長征高科技公司 徐光虹

1 RFID系統(tǒng)應(yīng)用于箱儲片煙的醇化庫管理的項目背景

因卷煙生產(chǎn)對片煙醇化的工藝要求和煙葉原料的儲備要求，全國煙草行業(yè)每年煙葉采購總量需達到約5 - 6千萬擔左右。以龍巖煙草工業(yè)有限責任公司為例，2012年的煙葉采購量為110萬擔，倉儲峰值為193萬擔，倉儲時間一般需要1.5-2年以上，煙葉的倉儲管理對保障卷煙正常生產(chǎn)至關(guān)重要。

RFID技術(shù)應(yīng)用于箱儲片煙的醇化庫管理，可改變目前管理中存在的標簽易受損、入出庫效率較低、無法追加信息等問題。該系統(tǒng)通過RFID射頻信號自動批量識別目標對象，獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，供后臺系統(tǒng)鑒別、統(tǒng)計、處理，操作快捷，方便實用。RFID標簽數(shù)據(jù)具有可加密、數(shù)據(jù)容量大、存儲信息易于追加、讀取距離大、可識別運動物體等優(yōu)點，可有效地提高箱儲片煙的入出庫管理效率，節(jié)省人力物力，完善和提高倉儲管理水平。

此外，RFID系統(tǒng)還可定位劃分庫房的存儲區(qū)域，根據(jù)需求靈活制定存儲空間，比對存取貨信息，實時監(jiān)控存儲狀態(tài)等，增強了醇化庫房的智能管控能力，有利于倉儲管理適應(yīng)更復雜的流轉(zhuǎn)需求，以滿足現(xiàn)代倉儲管理的需要。

2 箱儲片煙現(xiàn)行管理中存在的缺陷

現(xiàn)階段箱儲片煙的標簽主要采用手抄、機打和光學條碼的形式進行標識，因此，箱儲片煙在醇化庫的管理中，多采用人工錄入和條碼掃描的方式進行入庫、出庫等環(huán)節(jié)需要對箱儲片煙進行逐件采集，數(shù)據(jù)采集過程工作量大、效率較低，而且箱儲片煙在運輸、貯存醇化及養(yǎng)護過程中，對光學條碼的完好性影響極大。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，有10%或以上的光學條碼存在磨損、褶皺、污染和腐蝕現(xiàn)象，導致條碼識別困難或根本無法識別，必須重新打印標簽覆蓋在受損的舊標簽上，嚴重影響入、出庫效率和數(shù)據(jù)的準確性。

條碼標識還有信息量少的缺點，標簽無法更多地體現(xiàn)管理所需要的信息，增加了相關(guān)環(huán)節(jié)的錄入操作工作量，增加人工成本和出錯率，影響管理效率。此外，條碼標識不能進行信息追加，無法在各個流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)寫入時間、存放位置、主要工藝指標等管理信息，難以達到高效、精確管理的需求。

3 RFID系統(tǒng)在醇化庫管理中的應(yīng)用

3.1 箱儲片煙RFID系統(tǒng)的管理模式

在打葉復烤企業(yè)的箱儲片煙產(chǎn)品下線處，給片煙箱粘貼RFID電子標簽以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的標簽。RFID標簽的封裝形式采用不干膠粘貼式紙制封裝標簽，在具有RFID存儲信息的同時，也具有文字、條碼等可視化信息，在外形上與傳統(tǒng)的不干膠標簽完全相同。RFID標簽既方便管理人員的肉眼識別，也使系統(tǒng)具有芯片存儲信息和條碼信息相互備份的能力，符合現(xiàn)階段實際應(yīng)用需求。

RFID系統(tǒng)通過讀寫器和各種布局的天線，對RFID標簽進行數(shù)據(jù)讀取和寫入操作，以代替逐件掃描或人工錄入方式。RFID系統(tǒng)的突出特點是可以同時對多個標簽進行讀寫操作，通過建立龍門架天線系統(tǒng)，在抱車通過龍門架時，批量讀取抱車片煙箱上標簽的數(shù)據(jù)；通過建立電梯內(nèi)讀寫系統(tǒng)，批量讀取電梯內(nèi)的箱儲片煙標簽信息，大大提高了數(shù)據(jù)采集效率。

箱儲片煙RFID系統(tǒng)在醇化庫管理中的應(yīng)用包括基礎(chǔ)管理應(yīng)用和智能管理應(yīng)用?；A(chǔ)管理應(yīng)用主要實現(xiàn)入庫、出庫環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)追加、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理等功能，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)服務(wù)機制；智能管理應(yīng)用主要實現(xiàn)入庫、出庫環(huán)節(jié)的產(chǎn)品任務(wù)智能比對及信息提示和報警、RFID庫房存放區(qū)劃分、存取產(chǎn)品的信息提示和報警、實時庫存狀態(tài)在線監(jiān)控分析等功能。其中，基礎(chǔ)管理應(yīng)用是箱儲片煙倉儲單位必須具備的管理方式，滿足倉儲管理的日常管理需求；智能管理應(yīng)用的作用是提高倉儲管理的精確性、靈活性和科學性，滿足日益增長的更高效、更智能化倉儲管理的需求。企業(yè)可根據(jù)自身的具體情況，采用分步實施、逐步推進的方式，選擇適合本企業(yè)的管理模式。

3.2 RFID標簽選型

RFID標準的選擇將考慮下列因素：標準的公信力、標準的應(yīng)用廣度、相關(guān)產(chǎn)品的市場化程度、技術(shù)發(fā)展趨勢等各個方面，更重要的是要符合箱儲片煙的實際應(yīng)用需求、工作特性和發(fā)展前景。綜上所述，ISO/IEC 18000-6中 TYPE C 的RFID 標準為該項應(yīng)用中最為適合的RFID標準。該標準兼容EPCglobal C lass1 Gen2空中接口協(xié)議，屬于超高頻（UHF）頻段的標準，工作頻率為860 MHz - 960 MHz，在供應(yīng)鏈應(yīng)用中處于主導地位。

根據(jù)箱儲片煙的流轉(zhuǎn)特點和實際的應(yīng)用形式，標簽還應(yīng)具有抗磨損能力和防腐蝕能力，以滿足箱儲片煙在運輸、搬運和存儲等環(huán)節(jié)中的抗磨損性能需求，滿足在醇化庫存儲過程中的防腐蝕性能需求。

為滿足標簽的應(yīng)用需求和數(shù)據(jù)安全需求，標簽應(yīng)具備足夠容量的EPC區(qū)、TID區(qū)、安全區(qū)和用戶區(qū)。此外，標簽應(yīng)依據(jù)相關(guān)標準滿足有毒有害物質(zhì)限量要求、溫濕度環(huán)境要求、數(shù)據(jù)安全要求、電磁抗擾度要求以及抗靜電性能等。

3.3 現(xiàn)場試驗

2012年10-11月，為驗證和探索RFID系統(tǒng)在箱儲片煙生產(chǎn)、運輸、存儲等環(huán)節(jié)的實際應(yīng)用效果，在龍巖金葉復烤有限責任公司生產(chǎn)現(xiàn)場、龍巖煙草工業(yè)有限責任公司紅碳山片煙庫房進行了現(xiàn)場試驗。試驗內(nèi)容包括：4倍濃度環(huán)境下的防腐蝕性能測試；抱車抱夾標簽抗磨損測試；現(xiàn)場實際環(huán)境下440件箱儲片煙完成打葉成品下線、入高架庫、輥道4件同時出庫、貨車運輸、卸貨、工業(yè)企業(yè)醇化庫抱車4件同時入庫、電梯8件同時運送入庫等環(huán)節(jié)的讀寫測試和實際環(huán)境檢驗。試驗內(nèi)容包含了箱儲片煙流轉(zhuǎn)中的主要環(huán)節(jié)和情景。

試驗結(jié)果表明，經(jīng)過合理的天線布局設(shè)計，RFID系統(tǒng)可完全適應(yīng)和滿足箱儲片煙在上述各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用，并具有良好的效果。現(xiàn)僅對與入、出庫環(huán)節(jié)有關(guān)的測試情況加以說明。

（1）抱車夾抱運行時讀寫測試。分別在兩上、兩下4件箱儲片煙的窄正面、寬側(cè)面、窄背面粘貼RFID標簽，在抱車通過方向的側(cè)面、前上方布置12dbi天線。抱車中速通過時，分別用讀寫器對抱車夾抱的4件片煙箱RFID標簽的EPC區(qū)、用戶區(qū)進行正向標簽讀寫、側(cè)向標簽讀寫、背向標簽讀寫。除對側(cè)向標簽讀寫時，被抱車臂直接抱夾的標簽無法讀寫外，其它狀況讀寫效果良好。讀寫效果見表1（表中1m-5m為側(cè)面天線距抱車通過路線的垂直距離）：

表1 抱車夾抱4件箱儲片煙運行讀寫測試表

（2）電梯內(nèi)標簽讀寫測試。在電梯內(nèi)布置讀寫器及2個8dbi天線，按照平常的入庫方式，用抱車將40批（每批8件）粘貼有RFID標簽的箱儲片煙搬運至電梯，再由電梯運送至存放樓層。標簽粘貼在箱體側(cè)面，方位隨機，電梯內(nèi)完成對8件箱儲片煙標簽EPC碼采集和用戶區(qū)的群寫。經(jīng)測試，對電梯運送的40個批次的8件箱儲片煙標簽的讀取效果均顯示成功，寫入效果也均顯示成功。

3.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)讀寫層、監(jiān)視控制層和信息管理層組成。如圖1所示。

數(shù)據(jù)讀寫層主要由箱儲片煙RFID標簽、分布在各個讀寫點的讀寫器和天線組成，負責完成對RFID標簽的數(shù)據(jù)采集和相關(guān)數(shù)據(jù)的寫入工作；監(jiān)視控制層主要由現(xiàn)場操作站、遠程監(jiān)控站和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，負責接收管理指令編碼，實現(xiàn)與信息管理層的數(shù)據(jù)交換，完成數(shù)據(jù)讀寫的現(xiàn)場操控和遠程監(jiān)控；信息管理層主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)管理工作站組成，負責接收管理層下發(fā)的指令，生成各類編碼，將信息傳送至監(jiān)視控制層執(zhí)行讀寫操作，完成各類數(shù)據(jù)的存儲和管理工作，并實現(xiàn)與其它管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

圖1 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

箱儲片煙RFID系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由庫房數(shù)據(jù)采集網(wǎng)、庫區(qū)監(jiān)控室網(wǎng)絡(luò)和庫房管理中心網(wǎng)絡(luò)組成，主要實現(xiàn)庫房管理中心與各個庫區(qū)現(xiàn)場讀寫節(jié)點、卷煙企業(yè)廠級網(wǎng)絡(luò)、打葉復烤廠網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

其中，庫房管理中心主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理應(yīng)用服務(wù)器、遠程監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)管理機、客戶端等設(shè)備組成；庫區(qū)監(jiān)控室主要由遠程監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)處理機組成，用于匯集各個庫房采集到的信息；庫房數(shù)據(jù)采集網(wǎng)主要由現(xiàn)場讀寫器、天線、現(xiàn)場操作站組成，實現(xiàn)讀寫器與現(xiàn)場操作站之間的信息通信。

4 應(yīng)用目標和意義

通過RFID系統(tǒng)應(yīng)用，使上游打葉復烤企業(yè)完成相應(yīng)的標簽初始化和數(shù)據(jù)追加，使標簽標識信息更加完善和豐富，便于卷煙生產(chǎn)企業(yè)入庫時進行相應(yīng)的管理，以及產(chǎn)品情況、流轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息比對，使管理更加完善、精確和快捷；RFID系統(tǒng)完成醇化庫的入出庫運送電梯、抱車通過龍門架等讀寫系統(tǒng)的建立，滿足同時讀寫多件箱儲片煙的需求，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)追加，并具有遠程監(jiān)控功能。在節(jié)省人力、物力的同時，有效地提高了入、出庫的效率，完善和提高了庫房管理水平。

RFID系統(tǒng)建立片煙醇化庫房RFID存儲區(qū)的劃分和定位系統(tǒng)，實現(xiàn)存儲狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控，及時掌握箱儲片煙的位置、流向和數(shù)量，并建立實時信息提示和報警系統(tǒng)，實現(xiàn)倉庫管理數(shù)字化、智能化，為決策和計劃管理提供支持。

該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，將為煙草企業(yè)物流管理提供一個高效的信息采集渠道，充分體現(xiàn)現(xiàn)代物流管理的敏捷性，也為行業(yè)片煙產(chǎn)品追溯提供了一個有效的信息管理平臺，為箱儲片煙倉儲管理的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。